d区金属二第五第六周期d.ppt

1、第24章d区金属(2)第5、第6周期d区金属，24-1基本特征24-2镐、铪24-3铌、钽24-4钼、钨24-5锝和铼24-6铂系金属的介绍问题，24-1基本特征这是第二过渡系元素体(ypp 具有许多相似的性质，因为它们与第一过渡元素体相比，有一些显着的差异：1.基态电子构型特例多2 .原子半径近3 .密度大，熔点、沸点高4 .氧化态稳定，低氧化态不常见5 .配合物的配位数高，形成金属金属键、24-2锆和铪、24-2-1存在、制备和分离(自学) 24-2-2性质和用途24-2-3重要化合物、24-3铌和钽、24-3 24-4-1存在和熔化期(自学) 24-4-2性质、反应和用途24-4-3重要

2、化合物24-5锝和铼、24-5 24-6-1铂系元素体一般性24-6-2单体24-6-3氧化物和含氧酸盐24-6-4卤代物24-6-5络合物、性质和用途、熨斗和铪都是有银色光泽的难熔金属，如果加热到具有典型金属的673873K 熨斗的耐药性优于钛和不锈钢，更接近钽。 在373K以下，镐和各种浓度的盐酸、硝酸以及浓度低于50%的硫酸不起作用，碱溶液也不起作用。 但是，溶解在氢氟酸、浓硫酸、王水中，被熔融碱侵蚀。 镐主要用作反应堆中二氧化铀燃料棒的包层。 含有少量熨斗的各种合金钢材具有较高的强度和耐冲击韧性，用于坦克、军舰等的制造。 铪吸收热中子的能力特别强，作为原子炉的控制棒，主要用于军舰和潜水

3、艇的原子炉。 重要化合物、一、氧化物ZrO2和HfO2可以通过加热分解它们的水合氧化物或某些盐来制造。 ZrO2在碱中两性溶解生成相应的盐，在高温下与碱共熔生成甲醛酸盐。 在水溶液中作为聚合状态的ZrO2霍尔氧络离子存在。 ZrO2 2H2SO4(浓度)=Zr (SO4 ) 22h2o Zr (SO4 ) 2h2o=ZrO so 4h 2so 4二、卤代物ZrCl4为白色固体，在604K下热升华，遇到水而强烈水解作用的金属镐能够将ZrCl4还原而将难以挥发的ZrCl3还原HfCl4不被镐还原，可分离镐和铪：3ZrCl4 Zr=4ZrCl3，重要化合物、3、高镐和铪的配合物主要以阴络离子MX62

4、-的形式存在。 在M2IZrF6型配合物中，溶解度随着温度上升而增大，利用该性质可以进行再结晶纯化。 (NH4)2ZrF6=ZrF4 2NH3 2HF铪的卤素配合物的溶解度大于镐的配合物。 镐的烷氧基配合物沸点不同，利用这一性质也可以将镐和铪分离开来。由于存在、性质和用途、Nb和Ta性质相似，在自然段中共生，矿物在Fe(Nb，Ta)O32中Nb含量多则称为铌铁元素矿，反之则称为钽铁元素矿。 Nb、Ta在v价中最稳定，它们的单体容易呈现钝态，溶解在硝酸和氢氟酸的混合酸中，钽不溶解在王水中。 铌和钽在高温时可以与氧、氯元素、硫、碳等化合。 独特的应用是合金钢材的制造。 另一个重要的性质，对人的肌肉

5、和细胞球没有坏的影响，不过，细胞球在其上成长发育，作为外科的刀具被使用。 重要化合物、一、氧化物及水合氧化物Nb2O5和Ta2O5为白色粉末.一般认为，这些个溶解于HF中生成五氟化物，与碱生成共熔铌(钽)酸盐，其更显着的特征是化学惰性： nb2o 510hf=2nbf 55h2on b2o 510naoh=2n a2nbo 55h2on b2o 5；和NbCl5在氧气氛中加热分解为NbOCl3，是白色丝光针状结晶，约670K下热升华，含水的五氧化物： NbOCl3 (n 3)H2O=6HCl Nb2O5nH2O，性质、反应和用途、容易水解作用钼的最显着特征是它们的高熔点化学性质比较稳定，表面形

6、成钝化的薄膜。 钼和钨在常温下不活泼，不与许多金属发生作用，钨和氟发生作用，钼和氟发生激烈反应。 在高温下容易与氧、卤素、碳和氢反应，分别得到氧化物、卤代物、间允许型碳化物和氢化物。 钼与硫起作用，钨与硫不起作用。 这些个与非氧化性的酸不起作用，溶解在浓硝酸、热浓硫酸、王水或氢氟酸和硝酸的混合酸中。 一般碱溶液不起作用，与熔融的碱氟化剂反应。 Mo的价电子结构类型为(n-1)d5ns1，w的价电子结构类型为5d46s2，其中6个电子可参与耦合。 钼和钨的主要用途是制造特种钢。 重要的化合物，一、三氧化钼和三氧化钨MoO3和WO3是金属钼和钨在空气中燃烧时的最终产物。 MoO3在室温下为白色固体

7、，加热时变黄，熔点1068K，白色的MoO3是由变形的MoO6八面体构成的层状结构。 WO3是鹅黄色固体，由熔点1746K、顶角相连的WO6八面体的三次元阵列构成。 MoO3和WO3都是酸性氧化物，难溶于水，无明显的氧化性，溶解于试剂氨水和碱的水溶液生成含有MoO42-络离子的盐。 moo 32 n h3h2o=(NH4)2moo4h2o wo 32 NaOH=na2wo4h2o，重要化合物、二、钼酸和钨酸及其盐钼酸和钨酸实际上是水合氧化物。 例如H2MoO4实际上是MoO3H2O； H2MO4H2O实际上是MO32H2O (M=Mo，w )。 钼酸盐和钨酸盐的氧化比铬酸盐弱得多。 2 moo

8、 42-Zn8h=2moo2Zn 24 h2o2moo 42-Zn 12 h 10 cl-=2mo OCL 52-Zn 26 h2o2moo 42-3 Zn 16 h6cl-=。 重要的化合物，三，由钼和钨的同多金属氧酸盐和杂多金属氧酸盐及其盐2个以上的同酸无水物和一些水分子组成的酸称为同多金属氧酸盐，它们的盐称为同多金属氧酸盐盐。 如果有由不同的酸无水物和一些水分子组成的酸就叫做杂多金属氧酸盐，其盐就叫做杂多金属氧酸盐盐。 如果持续氧化钼酸盐和钨酸盐溶液，降低pH的话，MoO42-络离子和WO42-络离子发生缩聚合作用，生成同多酸络离子。 pH值越小，缩合度越大。 大胆的酸性溶液会发生溶解聚

9、合作用。 氧化钼酸铵和磷酸盐溶液后，黄色沉淀为12磷钼酸铵。 这是得到的第一种杂多金属氧酸盐盐，可用于磷酸盐的定量测定： 3nh 412 moo 42 po 4324 h=(NH4 )3PMO 12 o 406 H2O6H2O 4、钼和钨的克拉星空卫视化合物mo、w、Nb、Ta等金属都可以形成克拉星空卫视化合物，莫对高等动物和人类有着重要的生物作用。 人和大部分的生物都需要钼作为多种酶催化剂的辅助因子。 在生物氧化还原反应中，钼主要在Mo ()和Mo ()之间的转化中发挥电子传递作用。 是哺乳动物体内黄嘌呤化酶催化剂、氧化酶、硫化物酶催化剂3种金属硫蛋白的成分。 钼是很多中等植物所必须的微量元

10、素体。 植物的蛋白质、核酸、绿色素等都是含氮化合物。 将空气中的氮、土壤中的no2、no3、NH3转化为植物吸收和利用的氮化合物是固氮酶。 例如，可以举出作为钼酶催化剂的硝酸还原酶、氧化酶催化剂等。氧化物和氧酸盐、锝的氧化物是Tc2O7和稳定的TcO2，铼的氧化物是Re2O7、ReO3、ReO2。 Tc2O7和Re2O7都是容易挥发的黄色固体。 溶于水可以得到无色的高锝酸HTcO4和高铼酸HReO4。 HTcO4和HReO4与HMnO4同样是强酸，但其氧化性远远比HMnO4弱。 在碱溶液中，HTcO4和HReO4稳定。 ReO3是稳定的红色固体，有金属光泽。 不溶于水，也不与酸或碱的水溶液发生

11、作用，但与强碱一起煮沸后就会发生歧化反应：3ReO3=Re2O7 ReO2 TcO2是锝的氧化物中最稳定的。 锝和铼的络合物，VIIB族金属Mn，Tc，Re都有丰富的配位化学的研究内容，但在这个族中Re与Mn和Tc相比，显示出生成高配位数的化合物的特色。 另外，含有rec键的有机金属化合物在过渡金属中是最丰富的。 白金系元素体的通性，白金系元素体包含Vlll族中的钌、铑、残奥铑和锇、铱、白金6种元素体。 根据这些个的密度，钌、铑、残奥铑被称为轻铂系金属，锇、铱、铂被称为铂系金属。 但是，这些个两组元素体在性质上相似点多，在自然段中也经常共生存在，因此统称为白金系元素体。 多数铂类金属可以吸收瓦

12、斯气体，特别是残奥镭吸收氢的能力特别大。 催化活性高也是白金系金属的特性，例如白金和残奥铑可以作为化学反应的催化剂使用。 铂类元素体的化学稳定性高。 常温下不与氧、硫、氯元素等非金属元素起作用，但高温下不发生反应。 残奥铑和铂都溶解在王水中，残奥铑也溶解在浓硝酸和热硫酸中，但是钌、铑、锇、铱也不溶解在王水中。 单质、一、性质铂系金属的颜色除了锇为蓝灰色外，其馀均为银白色。 除钌和锇硬脆外，其佗具有延性。 大多数铂类金属吸收瓦斯气体，残奥镭的储氢能力是所有金属中最大的。 铂系金属的化学稳定性高。 二、用途铂系金属的主要用途是作为催化剂。 铂可用作坩埚、蒸发皿和电极，在化学和玻璃工业中可防止热氢氟

13、酸的化学腐蚀，也可用于制造珠宝首饰。 三、铂系金属的精制和分离主要是从电解铜、镍中精炼出阳极泥。 氧化物和氧酸盐、铂系金属生成的主要氧化物是RuO2、RuO4、Rh2O3、RhO2、PdO、OsO2、OsO4、IrO4和PtO2。 通常，在制造氧化物和含氧酸盐方法中，ru3k no 32 k oh=k2ruo 43 kno2h2o ruo2k no 32 k oh=k2ruo4k no2o k2ruo4nacloh2so4=ruo4k2so4na的这些个是四面体片的分子配置，均为强氧化性RuO4不仅能氧化浓盐酸，还能氧化粗盐酸，加热到370K以上时会爆炸分解为RuO2，室温下与乙醇接触也容易发生爆炸：4ruo 44oh-=4ruo 42 h2o o o2ruo 416 HCl=2r UC ptf 6在342.1K沸腾，气体和液体Pt、Ru、Os、Rh、Ir五氟化物均为四聚体结构。 PtF5也活泼且容易水解作用，容易不均化为六氟铂和四氟铂。 铂系金属均可形成四氟化物，只有铂可形成四种卤代物。 除铂系金属中不存在Pt、Pd的三卤代物外，其馀三卤代物可直接由铂系元素体和卤素合成，或从溶液析出沉淀： 2Rh 3X2=2RhX3 (X=F、Cl、br)rhcl33ki=。 已知配合物、铂类元素体可以形成许多配合物，通常是配位数6的八面体结构。 氧化状态为II的残奥铑和铂络离